液氨制冷系统风险评价中典型事故影响范围计算

-42-科学技术创新2019.02

液氨制冷系统风险评价中典型事故影响范围计算

罗涵予

（辽宁省冶金地质勘查局地质勘查研究院，辽宁鞍山114038）

摘要：对液氨制冷系统风险评价中的泄漏事故影响范围的计算方法进行了探讨。以某冷库液氨制冷系统为例，当泄漏裂口宽度2mm,发生泄漏lOmin后，在风速＜0.5m/s的情况下，最大影响距离约220m,达到220m时恶臭污染物排放标准中的无组织厂界标准值。并对液氨制冷系统的环境风险提出防范措施及应急处理措施。

关键词:液氨制冷系统事故；泄漏；风险评价

中图分类号:X507,X82文献标识码:A文章编号:2096-4390（2019）02-0042-02

氨是一种理想的制冷工质，具有良好的热力学性质，目前得到较为广泛的使用。氨为无色、有刺激性辛辣味的恶臭气体，极易溶于水，氨的特性见下表。

表1氨的特性

沸点溶点爆幣孵氨17.030.397Q771g/L-33.5°C-77.TC15.7%-27%

当液氨罐存在操作不正确、设备老化损坏和管理方面存在问题时，可能会引起环境风险。具体情况有:当出现操作不正确时会使液氨罐出现超过承装量，使储罐压力超过标准和满罐等事故；当设备老化损坏和操作不正确会使液氨压缩机等机械设备出现故障，储罐连接设备发生腐蚀，从而导致储罐连接部位出现裂口，发生液氨泄漏事故；当液氨罐在动火和用电等安全措施不到位、氨浓度达到一定量时可能产生液氨储罐爆炸事故。

根据《冷库设计规范XGBJ72）第&0.2条规定，氨压缩机泵站应设事故排放排风装置，换气次数应取每小时8次。在此基础上，氨压缩机泵站可视为通风良好，出现最高浓度超过爆炸下限10%的概率近似为零。同时氨的比重较轻，约为0.597kg/ n?,仅占空气的0.546,同时扩散能力较强，扩散系数为17x10-2cn?/s,仅次于氢气和氧气。因此，在通风良好的情况下很难聚集到爆炸极限浓度。若液氨发生泄漏，当空气中氨浓度达到553mg/m3时，人接触可发生强烈的刺激症状，可耐受1.25min,当空气中氨浓度达到3500~7000mg/m3时,人接触可立即死亡。

1事故情景设定

本次典型事故制冷站设有排风扇一个，通风较良好，因此，本次事故预测可以将氨制冷系统作为非爆炸危险区看待。

2泄漏事故后果分析

2.1液氨泄漏量计算

气体泄漏速度Qc按下式计算：

小、—”I Mk/2、更

QcMdApJ玩（灵）㈠

式中:Qc-气体泄漏速度,kg/s;

P-容器压力，Pa（本项目取1.6MPa）;

气体泄漏系数，当裂口形状为圆形时取1,三角形取0.95,长方形取0.9（本项目设定为长方形）;

A-裂口面积,n?（本项目为0.0001256m2-管线直径100mm;裂纹占周长的20%;裂纹宽2mm）;

M-分子量，氨气为0.017；

k-气体的绝热指数（热熔比），即定压热容Cp与定容热容Cv之比（本项目取氨k值,为1.307）

R-气体常数,8.31J/（mol.K）;

Tc-气体温度,K（本项目取313）；

Y-流出系数，对于临界流Y=l。

泄漏估算结果见下表。

表2泄漏估算结果

碱Ca K M P(Pa)Qg妁s)

数值09Q0001256 1.3070.0171600000031

假定制冷系统管道发生破裂泄漏,时间以lOmin计算，则泄漏量为0.31xl0x60=186kg。

2.2液氨泄漏扩散危害程度影响分析

按最大可信事故源项设定，氨气在大气中的扩散采用《建设项目环境风险评价技术导则》H"T169-2004中多烟团模式，模式如下:2Q r(x-x0)2-.

X>y‘0)I—lexp 「错］旳［-嘉］

式中：C（x,y,O）_下风向地面（x,y）坐标处的空气中污染物浓度（mg/m3）;

xo,yo,zo-烟团中心坐标；

Q-事故期间烟团排放量；

8x8y8z-为xyz方向的扩散参数（m）。常取8x=8y o

本次评价选择小风不利气象条件进行预测，预测结果见下表3泄漏事故发生10min后浓度值分布单位mg/m?表。

<0.5rr/s

大

B D F

1027473S4748.38

50238730l2637.加

1001539168817.36

1507.46384.花

200266163Q77

220162Q84

250Q71

由上表可见,本项目发生泄漏lOmin后,最大影响距离约220m,达到220m时恶臭污染物排放标准中的无组织厂界标准值。在浓度为30mg/m3时为短时间接触允许最大浓度，因此在发生泄漏后50m范围内接触超过30min,可能造成人呼吸变慢、鼻子上呼吸道不适、恶心头痛等症状。

3环境风险防范措施和应急预案（转下页）

2019.02科学技术创新-43-沈阳桃仙机场天气雷达系统故障的统计分析

高光明袁文嬪

(民航东北地区空中交通管理局气象中心，辽宁沈阳110000)

摘要：以桃仙机场天气雷达系统2007年-2016年的故障资料为参考，分析系统常见故障发生原因，讨论备件储备的情况和维护维修工作现状。给出桃仙机场天气雷达性能的整体评价，提出天气雷达保障工作的相关建议。

关键词：天气雷达；故障统计；分析;性能评估；建议

中图分类号:V321.2文献标识码:A

雷达自2006年安装至今，已运行了12年，是航空气象综合观测系统的主要组成部分,亦是航空飞行保障的重要探测设备之一叫本文统计了故障发生次数、故障发生的时间，故障发生的部位，故障持续的时间,系统可靠性,备件库情况等，讨论了桃仙机场天气雷达的运行维护维修情况，并提出相关的保障工作意见建议。

1故障统计分析

统计时间段为2007年01月01日-2016年12月31日。雷达故障主要包括硬件故障和软件故障。达投入业务运行以来岀现故障21次,其中硬件故障20次、软件故障1次。根据雷达故障的影响程度,又分为严重故障和一般故障，一般故障在《气象业务监控系统沪中无记录且不影响业务运行故一般故障在此不作说明。

1.1按故障的发生时间统计分析

1.1.1统计方法。以故障的开始时间为基准,统计故障的发生时间所在的年份，其中包括各年故障发生次数。

文章编号：2096-4390(2019)02-0043-02

1.1.2统计结果。需说明2012年9月，对本场雷达进行一次大修,更换了大部分老化的主要器件⑶。以2012年为界，前5年雷达平均故障次数高达3次其中2010年故障高达6次，后5年平均故障次数下降到1次，其中2013年故障0次。主要原因是雷达设备保障人员业务不熟练,不具备提前预防及时处置的能力。而近5年故障率和相比于前5年有明显下降趋势，说明备件准备更充分，人员业务水平有所提高。

12按故障部位统计分析

统计方法和结果

1.2.1按雷达各系统统计。雷达系统包括天馈、伺服、发射、接收、信号处理、数据处理和显示、监控和供配电8个系统叫按照各系统组成分析所有故障，统计出各系统的故障次数，再计算各分系统故障的次数占总故障次数的百分比。

1.2.2统计结果。天馈系统故障占比为40%,伺服系统故障占比为25%、发射系统故障占比为25%、接收系统故障占比为5%、信号处理系统故障占比为5%、数据处理和显示(转下页)

3.1风险防范措施

氨储罐周围应设置非燃烧、耐腐蚀材料的围堰和导排设施。

对设备、阀门及管线均应定期检查，加强防腐措施，以预防因腐蚀可能产生的泄漏事故。

整个制冷系统还需要安装超负荷自动报警装置，对罐内的液位实施实时监控和自动报警。

设置储罐超温报警和超压自动喷淋降温降压系统。

应设置事故池，保证消防3小时废水的收集,平时严禁其他下水进入事故池,保证事故池处于空置状态。

对地面进行防渗处理。设备间保持干燥,远离火种、热源,防止阳光直射。

加强管理，在可能发生事故的场所定期检查，消除设备隐患，确保安全可靠。

3.2应急预案

按照厂区情况划分出警戒区，现场工作人员和车辆应停靠在上风向上和较高地势方向。

现场处理工作人员应配备必要的个人防护措施，在进行泄漏设备处理时，应穿着隔绝式防化服,并佩戴空气呼吸器。当可能直接接触液氨时，现场处理人员应穿着防寒服饰。情况紧急时,也可穿着棉衣和棉裤，扎紧衣裤管，并用浸湿毛巾口罩等遮住口鼻。

应立即撤除泄漏区内的易燃易爆物品,并加强通风。

对泄漏的液氨应使用喷淋装置的喷淋雾状水、开花式流水、抗溶性泡沫、砂土或二氧化碳进行喷淋，同时应用大量的直射水流冲洗冷却容器壁。若发现出现容器通风孔声音变大或容器壁变色等危险征兆,则应立即撤退。

3.3急救措施

皮肤接触:应立即脱掉粘有氨的服饰,应用百分之二的硼酸液或者大量流动的清水对皮肤表面彻底冲洗,并立即就医。

眼睛接触:应立即拨开眼睑，用大量流动清水或者生理盐水对眼睛进行彻底冲洗至少十五分钟，并立即就医。

吸入:应立即离开事故现场至空气新鲜处，呼吸新鲜空气并保持呼吸道通畅。如出现呼吸困难的症状应进行输氧，如呼吸停止应立即进行人工呼吸。

4结论

以某冷库液氨制冷系统为例，对液氨制冷系统风险评价中的泄漏事故影响范围的计算进行了探讨。结果表明，当发生当泄漏，裂口宽度2mm,发生泄漏lOmin后,在风速＜0.5m/s的情况下，最大影响距离约220m,达到220m时恶臭污染物排放标准中的无组织厂界标准值。

参考文献

[1]孟宪林，周艳姣,侯昕瑶.液氨突发性泄漏环境风险后果的研究[J].哈尔滨商业大学学报,2008,24(2):219-222.

[2]吴爱香，张瑞芳;液氨球罐泄漏事故后果分析与评价[J].安全, 2005(5).

作者简介：罗涵予(1988-),女，汉族，籍贯：广西平南，学历：研究生，职称：工程师，研究方向：环境地质。